Dlaczego izolacja scrubberów ma znaczenie w operacjach morskich
Scrubbery — urządzenia do oczyszczania spalin na statkach — odgrywają kluczową rolę w spełnianiu norm emisji, ale bez odpowiedniej izolacji powodują różne problemy. W niniejszym artykule wyjaśniono, dlaczego izolacja jest niezbędna dla tych systemów, popierając to badaniami i praktycznymi zastosowaniami, oraz wyjaśniono, dlaczego zdejmowane osłony często okazują się najlepszym rozwiązaniem, zwłaszcza na statkach, gdzie ograniczenia przestrzenne i wagowe są duże.
Jak działają scrubbery i dlaczego przepisy wymagają ich stosowania
Skrubery usuwają zanieczyszczenia, takie jak tlenki siarki (SOx) i tlenki azotu (NOx) ze spalin silników. Zgodnie z załącznikiem VI do konwencji MARPOL IMO, przepis 14 ustala limity SOx na poziomie 0,5% zawartości siarki w paliwie od 2020 r., a w specjalnych strefach na poziomie 0,1%. Przepis 4 zezwala statkom na stosowanie skruberów zamiast przechodzenia na paliwa o niskiej zawartości siarki.
Czasopisma takie jak Environmental Science & Technology pokazują, że skrubery umożliwiają statkom korzystanie z tańszego ciężkiego oleju opałowego (HFO) przy jednoczesnym zmniejszeniu emisji. Analiza cyklu życia przeprowadzona w 2025 r. wykazała, że skrubery mogą przewyższać paliwa o niskiej zawartości siarki pod względem wpływu na środowisko w przypadku dużych statków oceanicznych. Science of the Total Environment zauważa, że skrubery mokre doskonale radzą sobie z usuwaniem SOx, ale wymagają solidnej konstrukcji pod kątem gazów.
Potwierdzają to testy przeprowadzone na pokładzie statków. W badaniu opublikowanym w 2020 r. w czasopiśmie „Journal of Marine Science and Engineering” przetestowano silnik czterosuwowy zasilany paliwem niskosiarkowym (LSFO) i HFO, pobierając próbki spalin przed i po przepuszczeniu przez skruber. SO₂ został skutecznie usunięty, ale cząsteczki w dolnej części strumienia przekroczyły poziom występujący w przypadku samego LSFO. Skruber zmniejszył masę cząstek z HFO o 32-43%, a w większości przypadków zmniejszył również zawartość WWA, sadzy, węgla organicznego i węgla pierwiastkowego — choć nie tak bardzo, jak w przypadku LSFO.
Technologie takie jak skrubery wykorzystujące elektrolizę wody morskiej oferują dalszy potencjał. W japońskiej publikacji z 2006 r. zbadano trzystopniowy system z elektrolizowaną wodą morską, osiągając 73% redukcję NO poprzez chlorek nitrozylowy oraz ogólną redukcję NO o 14,3% i PM o 70% przy przepływie 570 l/min.
Systemy te działają w wysokich temperaturach — do 400°C wewnątrz — co sprawia, że izolacja jest niezbędna do kontroli ciepła.
Prawdziwe powody, dla których izolacja jest potrzebna w skruberach
Izolacja wieży skrubera i rur zapewnia bezpieczeństwo, płynną pracę i zgodność z przepisami.
Izolacja skrubera pomaga zapewnić bezpieczeństwo
Gorące spaliny powodują, że bez izolacji temperatura zewnętrznych powierzchni przekracza 60°C, co stwarza ryzyko poparzeń lub pożaru. IMO i organizacje takie jak DNV lub ABS wymagają, aby temperatura w pomieszczeniach załogi nie przekraczała 60°C zgodnie z przepisami SOLAS. Izolacja zatrzymuje ciepło, chroniąc personel i konstrukcje.
W ograniczonych, wibrujących środowiskach statków brak izolacji powoduje naprężenia rozszerzalnościowe. Zalecenia ABS kładą nacisk na kontrolę temperatury w celu zapobiegania powstawaniu gorących punktów, które mogą uszkodzić kadłub.
Izolacja scrubberów zwiększa wydajność i obniża koszty
Bez izolacji ciepło szybko ucieka, obniżając wydajność skrubera. Skuteczna izolacja utrzymuje temperaturę optymalną dla wychwytywania zanieczyszczeń. Badanie z 2020 r. wykazało 32-43% redukcję cząstek, ale stabilna temperatura poprawia absorpcję. System elektrolizy osiągnął 70% redukcję PM, gdzie kluczowe znaczenie ma utrzymanie stałej temperatury. Artykuł opublikowany w 2022 r. w czasopiśmie „Journal of Marine Science and Engineering” stwierdza, że izolowane skrubery pozwalają zaoszczędzić do 3% paliwa dzięki zachowaniu energii, co ma znaczenie w przypadku długich rejsów.
Radzenie sobie z hałasem i zużyciem dzięki izolacji scrubberó
Skrubery wytwarzają hałas spowodowany przepływem i pracą pomp. Izolacja akustyczna, jak opisano w artykule z 2021 r. opublikowanym w Applied Sciences, zmniejsza poziom hałasu o 10–15 dB, poprawiając warunki pracy załogi i zapewniając zgodność z normami IMO dotyczącymi hałasu.
Brak izolacji prowadzi do kondensacji wilgoci w powietrzu, powodując korozję — jest to szczególnie problematyczne w przypadku modernizacji przy ograniczonej przestrzeni.
Dlaczego zdejmowane osłony izolacyjne są doskonałym rozwiązaniem jako izolacja scruuberów?
Sztywna izolacja nie sprawdza się w dynamicznych warunkach panujących na statkach. Zdejmowane osłony — wykonane na zamówienie z włókna szklanego, wełny ceramicznej lub materiałów mikroporowatych, często posiadające klasę odporności ogniowej IMO, np. A-60 — stanowią elastyczną i lekką alternatywę.
Lekkie i zajmujące mało miejsca na statkach
Waga ma wpływ na zużycie paliwa, stabilność i ładunek. Osłony te ważą 4-11 kg/m², w porównaniu do 20-30 kg/m3 w przypadku tradycyjnej izolacji z okładziną z blachy. Specjalistyczne materiały izolacyjne osiągają grubość 31–53 mm dla temperatury 250–400°C, zmniejszając masę o 50–70%. Idealne do modernizacji, pozwalają uniknąć poważnych zmian i można je zainstalować w ciągu kilku dni.
W artykule „Insulation Outlook” z 2020 r. podkreślono, w jaki sposób maksymalizują one przestrzeń obudowy silnika, zachowując pojemność ładunkową. W przypadku masowców lub statków wycieczkowych oznacza to większą oszczędność i zmniejszenie emisji na milę.
Prosta konserwacja, realne oszczędności
Rzepy lub paski umożliwiają szybki demontaż w celu przeprowadzenia kontroli. W warunkach wibracji możliwość ponownego użycia pozwala uniknąć wyrzucania zamocowanych warstw. Analizy firmy Firwin wskazują na 80% oszczędności pracy, a pokrywy mają żywotność 10-15 lat.
Zmniejszają one straty ciepła o 90%, zapobiegają korozji i zapewniają zwrot z inwestycji w ciągu 12-18 miesięcy według Mid-Mountain — szybciej w przypadku transportu morskiego o wysokim zużyciu paliwa.
Większe bezpieczeństwo i zgodność z przepisami
Bezpieczne temperatury poniżej 50°C chronią pracowników przed oparzeniami i zapewniają bezpieczniejsze miejsce pracy. Tkaniny ognioodporne mogą również radzić sobie z wyciekami. Pozwala to zachować zgodność z przepisami IMO, zapobiegając karom lub zatrzymaniom.
Zastosowanie materiałów izolacji akustycznej, na przykład PROMASOUND® TL w wieżach, zmniejsza hałas.
Praktyczne zastosowania i kierunki rozwoju
Izolacja systemów kotłowych podobnych do skruberów zmniejszyła przestoje o 40%. Badania transportu morskiego przeprowadzone przez MarineLink opisują 18-dniową instalację izolowanych wież w celu szybkiego osiągnięcia zgodności z przepisami. Dane dotyczące emisji — 32–43% cząstek w standardowych skruberach, 70% PM w elektrolizie — wskazują na rosnącą popularność tego rozwiązania, podkreślając znaczenie izolacji.
Ponieważ IMO dąży do osiągnięcia zerowej emisji netto do 2050 r., izolowane skrubery zostaną zintegrowane z hybrydowymi biopaliwami. W przypadku montażu lub modernizacji systemów skruberów optymalne wyniki zapewniają strategie wymienne.
Referencje:
Stathatou, P. M.; Petrunia, I.; Barenthin, T.; Gotsis, G.; Jeffrey, P.; Fee, C.; Bergeron, S.; Tsezos, M.; Triantafyllou, M.; Gershenfeld, N. Skrubery morskie a paliwa o niskiej zawartości siarki: kompleksowa ocena cyklu życia od wydobycia do zużycia, poparta pomiarami przeprowadzonymi na statku oceanicznym. Environ. Sci. Technol. 2025, 59 (14), 7066–7080. https://doi.org/10.1021/acs.est.4c10006.
Goltens Worldwide. (24 marca 2017 r.). Studium przypadku: 18-dniowa instalacja skrubera spalin. MarineLink. https://www.marinelink.com/news/scrubber-exhaust-install423515